HLS

 HLS 简介

HTTP Live Streaming（缩写是 HLS）是由苹果公司提出基于 HTTP 的流媒体网络传输协议，它是苹果公司 QuickTime X 和 iPhone 软件系统的一部分。它的工作原理是把整个流分成一个个小的基于 HTTP 的文件来下载，每次只下载一些。当媒体流正在播放时，客户端可以选择从许多不同的备用源中以不同的速率下载同样的资源，允许流媒体会话适应不同的数据速率。

此外，当用户的信号强度发生抖动时，视频流会动态调整以提供出色的再现效果。

 

最初， 仅 iOS 支持 HLS。但现在 HLS 已成为专有格式，几乎所有设备都支持它。顾名思义，HLS（HTTP Live Streaming）协议通过标准的 HTTP Web 服务器传送视频内容。这意味着你无需集成任何特殊的基础架构即可分发 HLS 内容。

HLS 拥有以下特性：

  • HLS 将播放使用 H.264 或 HEVC / H.265 编解码器编码的视频。
  • HLS 将播放使用 AAC 或 MP3 编解码器编码的音频。
  • HLS 视频流一般被切成 10 秒的片段。
  • HLS 的传输/封装格式是 MPEG-2 TS。
  • HLS 支持 DRM（数字版权管理）。
  • HLS 支持各种广告标准，例如 VAST 和 VPAID。

为什么苹果要提出 HLS 这个协议，其实它的主要是为了解决 RTMP 协议存在的一些问题。比如 RTMP 协议不使用标准的 HTTP 接口传输数据，所以在一些特殊的网络环境下可能被防火墙屏蔽掉。但是 HLS 由于使用的 HTTP 协议传输数据，通常情况下不会遇到被防火墙屏蔽的情况。除此之外，它也很容易通过 CDN（内容分发网络）来传输媒体流。

3.2 HLS 自适应比特流

HLS 是一种自适应比特率流协议。因此，HLS 流可以动态地使视频分辨率自适应每个人的网络状况。如果你正在使用高速 WiFi，则可以在手机上流式传输高清视频。但是，如果你在有限数据连接的公共汽车或地铁上，则可以以较低的分辨率观看相同的视频。

在开始一个流媒体会话时，客户端会下载一个包含元数据的 Extended M3U（m3u8）Playlist 文件，用于寻找可用的媒体流。

（图片来源：https://www.wowza.com/blog/hl...）

为了便于大家的理解，我们使用 hls.js 这个 JavaScript 实现的 HLS 客户端，所提供的 在线示例，来看一下具体的 m3u8 文件。

x36xhzz.m3u8

#EXTM3U
#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH=2149280,CODECS="mp4a.40.2,avc1.64001f",RESOLUTION=1280x720,NAME="720"
url_0/193039199_mp4_h264_aac_hd_7.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH=246440,CODECS="mp4a.40.5,avc1.42000d",RESOLUTION=320x184,NAME="240"
url_2/193039199_mp4_h264_aac_ld_7.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH=460560,CODECS="mp4a.40.5,avc1.420016",RESOLUTION=512x288,NAME="380"
url_4/193039199_mp4_h264_aac_7.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH=836280,CODECS="mp4a.40.2,avc1.64001f",RESOLUTION=848x480,NAME="480"
url_6/193039199_mp4_h264_aac_hq_7.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH=6221600,CODECS="mp4a.40.2,avc1.640028",RESOLUTION=1920x1080,NAME="1080"
url_8/193039199_mp4_h264_aac_fhd_7.m3u8

通过观察 Master Playlist 对应的 m3u8 文件，我们可以知道该视频支持以下 5 种不同清晰度的视频：

  • 1920x1080（1080P）
  • 1280x720（720P）
  • 848x480（480P）
  • 512x288
  • 320x184

而不同清晰度视频对应的媒体播放列表，会定义在各自的 m3u8 文件中。这里我们以 720P 的视频为例，来查看其对应的 m3u8 文件：

#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:3
#EXT-X-PLAYLIST-TYPE:VOD
#EXT-X-TARGETDURATION:11
#EXTINF:10.000,
url_462/193039199_mp4_h264_aac_hd_7.ts
#EXTINF:10.000,
url_463/193039199_mp4_h264_aac_hd_7.ts
#EXTINF:10.000,
url_464/193039199_mp4_h264_aac_hd_7.ts
#EXTINF:10.000,
...
url_525/193039199_mp4_h264_aac_hd_7.ts
#EXT-X-ENDLIST

当用户选定某种清晰度的视频之后，将会下载该清晰度对应的媒体播放列表（m3u8 文件），该列表中就会列出每个片段的信息。HLS 的传输/封装格式是 MPEG-2 TS（MPEG-2 Transport Stream），是一种传输和存储包含视频、音频与通信协议各种数据的标准格式，用于数字电视广播系统，如 DVB、ATSC、IPTV 等等。

需要注意的是利用一些现成的工具，我们是可以把多个 TS 文件合并为 mp4 格式的视频文件。 如果要做视频版权保护，那我们可以考虑使用对称加密算法，比如 AES-128 对切片进行对称加密。当客户端进行播放时，先根据 m3u8 文件中配置的密钥服务器地址，获取对称加密的密钥，然后再下载分片，当分片下载完成后再使用匹配的对称加密算法进行解密播放。

对上述过程感兴趣的小伙伴可以参考 Github 上 video-hls-encrypt 这个项目，该项目深入浅出介绍了基于 HLS 流媒体协议视频加密的解决方案并提供了完整的示例代码。

（图片来源：https://github.com/hauk0101/v...）

 

 

参考文章：https://segmentfault.com/a/1190000023243743

posted @ 2021-02-21 22:21  Sameen  阅读(1023)  评论(0)  编辑  收藏  举报